LTE-RRC-流程图-详细

LTE-RRC-流程图-详细
1 RRC 连接过程中的子状态间的跃迁
初搜(小区选择）WCA
ACC
IDL （小区重选）
CON HO
任意状态
NULL
1
15
23
17118
6
710134
5
16
9
12
14
图1 子状态跃迁
1.1 子状态描述
表1：LTE 中各子状态说明
状态
子状态 状态描述
空闲NULL（空
状态）
初搜UE一开机先进入此状态，通过附着和注册过程，接收寻呼消息和系统信息，
完成PLMN选择和小区选择、初始下行
同步。

IDLE
连接ACC（随机
接入）
当UE接收到高层配置的连接建立请求
消息，根据连接建立原因判断小区是否
被禁止。

若小区不被禁止，UE的RRC
负责配置无线资源和无线信道，通过原
语通知MAC初始随机接入进程，建立
上行同步。

WCA（等待
激活接入）
当接收到MAC来的随机
接入响应的指示消息，通知高层建立
RRC连接，并建立SRB1。

CON（正常
连接状态）
初始安全性激活，配置AS密钥和相关
参数，并配置低层进行加密和完整性保
护所需要的相关密钥和参数。

负责连接
重配置，建立SRB2和DRBs，完成UE
和E-UTRAN之间的无线链路建立。

当
UE和E-UTRAN之间的无线链路建立
起来后，可以进行正常的数据通信过程HO（切换）执行同频、异频小区间的切换，主要是
通过重配置消息里的
MobilityControlInfo来实现。

1.2 子状态跃迁描述
“1”：任意状态->NULL，
“2”：NULL->初搜，
“3”：初搜->NULL，
“4”：初搜->IDL，
“5”：IDL->初搜，
“6”：IDLE->ACC，已经小区驻留的UE通过
原语RR_ESTABLISH_REQ收到高层的业务请
求或是对寻呼的响应而发起的RRC连接建立，
通过原语CMAC_RANDOM_ACC_REQ请求
MAC进行随机接入，进入ACC子状态。

“7”：ACC->IDL，在ACC子状态的UE，当收
到高层发起的突然中断连接请求，或是T300超
时，RRC子层放弃连接建立过程，返回IDL子
状态。

“8”:即ACC->WCA，当MAC子层通过原语
CMAC_STATUS_ACC_IND，向RRC子层指示随机接入的响应情况，RRC子层配置MAC，配置RLC子层建立层2链路，停止定时器T300，开始传输RRCConnectionRequest消息，进入WCA子状态。

“9”:WCA->初搜：当接收到RRCConnectionReject消息时，RRC子层放弃连接建立过程，通过原语RR_ESTABLISH_ERR告诉高层连接失败，进入初搜子状态。

“10”:WCA->IDL:在WCA子状态下，如果收到高层发起的突然中断连接请求，或是此时定时器T300、T302、T303、T305正在运行时发生小区重选，RRC子层放弃连接建立过程，返回IDL 子状态。

“11”:WCA->CON，在WCA子状态下完成了SRB1建立，RRC子层向高层发送RR_ESTABLISH_CNF，并向网络端发送RRCConnectionComplete消息，进入CON子状态。

“12”：CON->WCA，在CON子状态，主要是完成安全性激活和SRB2、DRBs的建立，若在
这个子状态下，初始安全性激活失败（SecurityModeCommand消息没有通过完整性校验），UE将继续使用安全性激活过程开始之前的配置，既不加密也不完整性保护，返回到WCA 子状态，重新激活安全性。

“13”：CON->IDL, 初始安全性激活成功情形下，RRC重配置失败时，UE将返回到IDL小区驻留状态，重新发起连接建立请求。

“14”:CON->初搜，在CON子状态下，发生无线链路失败，RRC子层释放无线资源，进入小区初搜子状态。

“15”：CON->HO，当用户在正常通话过程中发生小区跃迁，或者当一定时间内一个小区内的同时进行通信的用户数饱和时，网络端要求UE进行小区切换，进入HO子状态。

“16”：HO->IDL，当定时器T304超时，即切换失败，UE先返回到源小区，使用源小区的某些配置，处于小区驻留，重新发起连接建立过程。

“17”：HO->初搜，切换失败，同时发生无线链路失败时，UE无法返回到源小区，回到初搜，重新开始小区选择。

2 RRC连接建立过程的设计流程
下面将详细介绍RRC连接建立过程中RRC模块接收信号的流程设计，主要针对一些重要信号。

2.1 连接建立过程的MSC
UE-NAS EUTRAN
UE-MAC
UE-RLC
UE-RRC
START
T300
STOP
T300,T30X
先根据建立原
因判断小区是
否被barred，
否，执行以下
动作，启动
T30X
UE-PDCP
RRCConnection-
Request
CMAC_RANDOM_ACC_REQ
RRCConnectionSetup CPDCP_CONFIG_REQ
CRLC_CONFIG_REQ
(Establlish SRB1)
CPDCP_SRB_REQ
CRLC_AM_DATA_REQ
MAC_DATA_REQ
RRCConnectionSetp-
Complete
RR_ESTABLISH_REQ
RR_ESTABLISH_CNF
CMAC_STATUS_ACC_IND
CMAC_TM_DATA_REQ
PRACH
=
CMAC_CONNECT_CONFIG_REQ
CRLC_CONFIG_REQ
CMAC_TM_DATA_IND
IDL
WCA
ACC
=
CMAC_CONNECT_CONFIG_REQ
WCA
图2 RRC连接建立过程的MSC（成功情形）
UE-NAS UE-RRC UE-PDCP
UE-RLC UE-MAC EUTRAN
IDL
WCA
ACC
RR_ESTABLISH_REQ
先根据建立原因判断小区是否被barred ，是，执行以下
动作
若被barred ，根据建立原因，进行计算比较判决是否被barred ，若是，告诉高层失
败，若否，执行正常连接进程(barred)
RR_ESTABLISH_ERR
(not barred) CAMC_RANDOM_ACC_REQ
PRACH
CMAC_STATUS_ACC_IND
CMAC_CONNECT_CONFIG_REQ CRLC_CONFIG_REQ
WCA
START T300
CMAC_TM_DATA_REQ
RRCConnection-Request RRCConnectionReject CMAC_TM_DATA_IND RR_ESTABLISH_REJ
RRCConnectionSetup
CMAC_TM_DATA_IND
Cell re-selection while T302,T303 or T305 is
running
RR_ESTABLISH_IND
Cell re-selection while T300 is running or T300
expiry
RR_ESTABLISH_IND
UE 高层突然中断连接
RR_RELEASE_REQ RR_RELEASE_IND
初搜
图3 RRC 连接建立过程的MSC （失败情形）
2.2 连接建立过程的流程说明
2.2.1 RRC 连接建立过程，建立SRB1（WCA ）
RR_ESTABLISH_REQ (IDL)
在
IDLE
状
态
下
收
到
RR_ESTABLISH_REQ 信号，要求进入接入。

该信号包含了RRC连接建立原因、NAS层的信息以及UE标识。

处理流程如图4所示。

在收到该原语后首次判断是否允许接入，如果允许接入，RRC向MAC发送CMAC_RANDOM_ACC_REQ信号，要求MAC 进行物理层接入过程，RRC模块进入ACC状态。

如果不允许接入则发送RR_RELEASE_IDN 通知EMM，进入初搜小区选择状态重新进行小区选择过程。

IDL状态
收到RR_ESTABLISH_REQ
是否允许接入
保存NAS信令及连接建立原语到全
局变量
进行RRC连接建立请求的ASN编码CMAC_RADOM_ACC_REQ到MAC层
进入ACC状态发送RR_RELEASE_IND到EMM子层进入初搜小区选择状态
图4 收到RR_ESTABLISH_REQ信号的处
理流程
CMAC_ACC_STATUS_IND(ACC)
在收到该信号后RRC子层已得到MAC的随机接入响应指示，RRC子层对MAC、RLC 子层进行缺省配置，开启定时器T300，RRC进入WCA状态，向网络端发送“RRC连接建立请求”消息，并等待接收网路来的“RRC连接建立”消息或其他。

RR_ABORT_REQ(ACC)
RR_ABORT_REQ(WCA)
CMAC_TM_DATA_IND(WCA)
在WCA状态下收到CMAC_TM_DATA_IND信号，处理流程如图5所示，RRC子层首先停止T300，对信号中携带的信息进行ASN解码。

然后进行消息解码的正确性判断，如果收到消息解码正确则进行后续的过程。

如果消息解码错误，丢弃该消息不做任何处理，停留在WCA状态。

判断消息的类型，如果是“RRC连接建立”消息的内容，如果分配了DCCH信道并且消息中包含无线资源配置专
用信息，执行无线资源配置。

RRC发送CPDCP_CONFIG_REQ、CRLC_CONFIG_REQ，CMAC_CONNECT_CONFIG_REQ，配置PDCP、RLC、MAC子层，建立层2链路，发送RLC_AM_DATA_REQ携带“RRC连接建立完成”消息到网络，RRC停留在WCA状态。

如果消息的类型为“RRC连接拒绝”，处理流程如果所示，解析该消息的内容，开启定时器T302，并把它的值设为waitTime，继续停留在WCA状态，当该定时器超时，RRC进入初搜小区选择过程，通知EMM子层，RRC连接建立失败。

WCA状态
CMAC_TM_DATA_IND
申请内存进行消息的ASN解码
RRC连接建立消息处理
解码是否正确
判断消息类型
是
否
忽略该信号
WCA状态
RRC连接建立拒绝消息
处理
小区更新消息处理URA更新消息处理
根据消息的内容进入响应
的状态
图5 RLC_TM_DATA_IND信号处理流程
CRLC_AM_DATA_REQ（WCA）
RRC子层接收到RRCConnectionSetup消息，执行无线资源配置，建立SR1及其对应的PDCP、RLC实例，向EMM子层发送RR_ESTABLISH_CNF通知EMM，RRC连接建立成功，完成接入过程，通过发送信号CRLC_AM_DATA_REQ携带“RRC连接建立
完成”消息包含NAS 响应网络，“RRC 连接建立完成”消息在SRB1上发送。

这样RRC 连接建立就完成了。

T300超时（WCA ）
当T300超时时，RRC 子层重置MAC ，释放MAC 配置和为所有已建立的RBs 重建RLC ，通知EMM 子层RRC 连接建立失败，进入初搜小区选择过程。

2.2.2 初始安全性激活过程(CON)
UE-NAS
EUTRAN
UE-PDCP
UE-RRC
SMC 消息通过完整性校验
SecurityModeCommand
UE-RLC
RLC_AM_DATA_IND
CPDCP_SRB_IND
RR_SECURITY_IND RR_SECURITY_REQ
CPDCP_Integrity_IND （指示完整性校验失败）
继续使用接收到SMC 之前的配置，既不加密也不完
整性保护
SMC 消息通过
完整性校验
CPDCP_Integrity_IND （指示完整性校验失败）SecurityModeFailure
CPDCP_SRB_REQ RLC_AM_DATA_REQ
SecurityModeFailure
配置低层使用加密和完整性保护
CPDCP_SRB_REQ SecurityModeComplete
RLC_AM_DATA_REQ
SecurityModeComplete
图6 安全性激活过程
2.2.3 建立SRB2、DRBs过程(CON)
UE-NAS EUTRAN
UE-MAC
UE-RLC
UE-PDCP
UE-RRC
SecurityModeCommand
RRCConnection-
Reconfiguration
MAC_DATA_IND
RLC_AM_DATA_IND
CPDCP_SRB_IND
CPDCP_CONFIG_REQ
CRLC_CONFIG_REQ
RR_DATA_IND
CPDCP_SRB_REQ
RLC_AM_DATA_REQ
MAC_DATA_REQ RRCConnection-Reconfiguration-Complete
图7 RRC连接重配置过程（建立SRB2、DRBs）
3 RRC 连接重建过程
UE-NAS
UE-RRC
UE-PDCP UE-RLC UE-MAC EUTRAN
STOP T310,START T311
STOP T311,START T301设置shortMAC-I 值的过程
STOP T301
T311 expiry
T301 expiry 或者已选小区变得不再合适
重建成功，进行重配置
在5种情形之下下，UE 初始连接重建进程
执行小区选择
CMAC_ACC _CONFIG_REQ
CRLC_SUSPEND_REQ
选择了一个合适的E-UTRA 小区
选择了一个iner-RAT 小区
RR_RELEASE_IND
CPDCP_SRB_REQ CPDCP_SRB_IND CPDCP_SRB_REQ
RLC_AM_DATA_REQ
MAC_DATA_REQ
RRCConnectionRee-stablishmentRequest SRB0 CCCH RRCConnectionRee-stablishment SRB0 CCCH
MAC_DATA_IND
RLC_AM_DATA_IND
CPDCP_SRB_IND CPDCP_CONFIG_REQ
CRLC_CONFIG_REQ
执行无线资源配
置专用
CRLC_RESUME_REQ
CPDCP_SECURITY_REQ CPDCP_SECURITY_IND
CPDCP_SRB_REQ
RLC_AM_DATA_REQ
MAC_DATA_REQ
RRCConnectionReest-ablishmentComplete (SRB1 CCCH)
RR_RELEASE_ERR
RR_RELEASE_ERR
CPDCP_SRB_REQ
RLC_UM_DATA_RE
Q
MAC_DATA_REQ
RRCConnectionReest-ablishmentReject (SRB1 CCCH)
CPDCP_CONFIG_REQ
CRLC_CONFIG_REQ
执行无线资源配
置专用
CRLC_RESUME_REQ RR_DATA_IND
CPDCP_SRB_REQ
RLC_AM_DATA_REQ
MAC_DATA_REQ
RRCConnection-Reconfiguration (SRB1 DCCH)
图8 RRC 连接重建过程
4 RRC 连接释放
图9 RRC 连接释放过程
UE-NAS EUTRAN
UE-MAC UE-RLC UE-PDCP UE-RRC RRCConnectionRelease
MAC_DATA_IND
RLC_AM_DATA_IND
CPDCP_SRB_IND
RRC 子层接收到网络端发来的RRCConnectionRelease 消息开
始的60ms 内
CPDCP_RELEASE_IND
RLC 释放指示CMAC_STATUS_IND
若收到底层的失败指示后，还没超过60ms ，执行以
下动作
RR_RELEASE_IND
若收到底层的失败指示，已经超过60ms ，执行以下动作
CPDCP_RELEASE_REQ RR_RELEASE_REQ
CRLC_DETACH_REQ
CMAC_DEACT_REQ
RR_RELEASE_IND
CON
初搜
初搜
5 切换
5.1 intra-MME handover过程说明
UE
Source
eNB
Target
eNB
MME
Serving
Gateway
0.Area Restriction Provided
1.Measurement Control
Packet data Packet data
UL allocation
2.Measurement Reports
3.HO
decision
4.Handover Request
5.Admission
Control
6.Handover Request Ack
DL allocation
7.RRCConnectionReconfig
Include Mobility-
ControlInformation
Detach from old cell and syschronize
New cell
Deliver buffered and in
transit packets to target
eNB
8.SN Status Transfer
Data Forwarding
Buffer packets
from
Source eNB
9.Synchronisation
10.UL allocation + TA for UE
11.RRCConnectionReconfigComplete
Packet data Packet data
12.Path Switch Request
er Plane update request
14.Switch DL
path
End Marker
Packet data
End Marker
er Plane update response
16.Path Switch Request
Ack
17.UE Context Release
18.Release
Resources
L3 signalling
L1/L2 signalling
User Data
图10 intra-MME handover过程
0：
1：
5.2 连接重配置消息里包含MobilityControlInfo 消息（UE 端的切换过程）
图11
UE-NAS
UE-RRC
UE-PDCP
UE-RLC
UE-MAC
EUTRAN
RRCConnection-Reconfiguration include Mobility-ControlInfo
MAC_DATA_IND
RLC_AM_DATA_IND
CPDCP_SRB_IND
STOP T310START T304
与目标小区建立下行同步
Reset MAC
CPDCP_CONFIG_REQ
CRLC_CONFIG_REQ Configure lower layers in accordance with the received
radioResourceConfigCommon
配置底层采用加密和完整性保
护
Detach from old cell and synchronize to new cell
更新密钥K eNB 以及加密算法和完整性保护
算法
CMAC_RANDOM_ACC_REQ
PRACH
CMAC_STATUS_ACC_IND
CPDCP_SRB_REQ
RLC_AM_DATA_REQ
MAC_DATA_REQ
RRCConnection-Reconfiguration Complete
STOP T304
HO
WCA
图11 UE 端的切换过程。